>> 東莞市AG亚游集团激光機械設備有限公司 >> 資訊中心 >> 技術支持 >> 正文

東莞市AG亚游集团激光機械設備有限公司

地址:東莞市厚街鎮下汴工業區富民路AG亚游集团科技園

手機:13925702836

總機:0769-85756599(613)

傳真:0769-81639229

郵編:523956

網址:www.mediaworksasia.com

郵箱:laser568@163.com

在線QQ:點擊這裏給我發消息

激光切割薄板的提質與增效

發布時間:2017/11/7     信息來源:http://www.mediaworksasia.com   作者:激光切割機    0

通過優化切割參數、調整子程序和新增輔助工裝,提高激光切割機在薄板加工中的質量和生產效率。

新購置的激光切割機,主要應用於鈑金件及中厚板產品的加工,其優點是應用範圍廣,加工精度較高,不同材質、不同厚度的金屬和非金屬都可以加工,特別是在曲線加工和小批量異形零件加工中有較大優勢。由於激光切割機固定資產價值大,在使用過程中如何提高激光加工的生產效率和加工質量,降低生產成本,是現場需要解決的一個重要環節。公司為專業汽車板材配套公司加工的L11K激光切割件,是轎車車門用材料,該件先用激光切割出外形後,與不同厚度的高強度板材激光焊接在一起,再進行衝壓成形加工,以達到既能減輕部件重量,提高材料利用率,又能滿足部件局部強度的要求。

L11K激光切割件的技術要求

此件每月產量大約4000件,交貨期較短,產品加工精度要求高,如圖1所示,其中:

⑴切割件尺寸較大,為0.65mm×1730mm× 910mm,板料厚度較薄,易變形;

 

圖1 LIIK激光切割件示意圖

⑵切割後直線度a要求在0.05mm以內,毛刺b要求在0.03mm以內;

⑶切割後對角線c要求在1.0mm以內,平麵度d要求在1.0mm以內;

⑷切割後對稱度e要求在0.5mm以內。

由於新購置的激光切割機設備複雜程度高,特別是控製及編程部分,采用的是進口件,中文操作說明書編寫過於簡單,沒有提供相應子程序的調用及修改說明,在初期操控激光切割機時,有許多方麵需在實踐中進行摸索和熟悉。

 

圖2 切割樣件的不良情況

通過樣件試割,產品不良情況統計如圖2所示。從試割的統計情況可以看出,在L11K激光切割件品質不良問題中毛刺超差所占的比率最高,其次是對稱度,另外還存在產品生產效率低的問題。

原因分析

⑴由於激光切割機為新購進的設備,要想加工出高質量的產品,需熟悉相關參數的調整,還要對機床性能有較深的了解和有豐富的操作經驗。影響切割毛刺的主要原因有:1)激光聚焦點設置不當;2)激光功率調整不當;3)切割速度調整不當;4)氣體壓力調整不當。

⑵由於材料長寬尺寸為1730mm×910mm,因長度有7mm誤差的存在,使切割後對稱度e的精度較難保證,並影響到激光加工的生產效率。

⑶在說明書中,切割不同材料所選用的切割氣體是不同的,對碳鋼切割選用高純氧,對有色金屬及不鏽鋼切割選用高純氮。被切割材料是SPT83BQ(日本鋼號),為表麵有鋅合金防鏽層的高強度碳鋼,在試割時選用純氧作為切割氣體,結果切割斷麵結瘤情況嚴重。

⑷激光切割機是精密設備,對現場環境的灰塵、振動都有一定要求。由於目前激光切割機安裝位置在衝壓中心廠房,與下料區及鉚焊作業區相距較近,下料區的灰塵及鉚焊作業時的煙塵都較嚴重,剪板機工作時的振動也較大,對激光切割機加工精度都會帶來一定影響。

⑸加工的尺寸精度,一方麵依靠激光切割頭自身的運動精度,另一方麵要通過選擇相應的補償量來消除割縫尺寸誤差。

通過以上的分析得出,影響激光切割質量的主要原因是:⑴切割參數的調整不合理;⑵材料切割氣體選用不當;⑶激光割縫所對應的補償量選用不當。

影響切割生產效率的主要原因是:⑴板料長度誤差;⑵最佳切割路徑的選擇。

技術改進對策及實施

對策一:確定最佳切割參數

⑴確定激光聚焦點位置參數。

通過調試比較激光聚焦點在材料厚度為0.65mm的不同位置的切割質量,確定聚焦點在板厚中心位置時,切割斷麵的質量最好。

⑵確定激光功率及切割速度匹配參數。

通過多次反複調試,將切割速度由原來的3m/min提高到5m/min的工作狀態,相匹配的激光功率提高到1200W,能夠保證切割後質量滿足要求。

⑶確定氣體壓力匹配參數。

在5m/min的切割速度下,氣壓的穩定對切割毛刺影響較大,氣壓波動的最大範圍應控製在(1.0±0.2)MPa之間,方能保證切割後的質量滿足要求。

對策二:確定切割材質為SPT83BQ鋼板的切割氣體

按操作說明書,碳鋼切割氣體采用純氧,但SPT83BQ為表麵帶有鋅合金防鏽層的高強度碳鋼,由於材料表麵的鋅合金熔點低,導致氧化結瘤嚴重。經試驗後,決定按不鏽鋼切割模式采用99.999%純氮氣進行切割,切割後毛刺能達到用戶要求。

對策三:確定最優切割路徑

機器默認的切割路徑如圖3所示,通過手工修改程序,切割路徑得以優化,如圖4所示,從而使切割時間節約1分多鍾。

 

圖3 機器默認的切割路徑

 

圖4 手動修改的切割路徑

對策四:設計、製造快速定位工裝

為保證切割後對稱度的要求,並能實現快速高效定位,減少因板料長度誤差而進行調整的時間,提高生產效率,設計製作快速定位工裝,如圖5所示。

實施效果檢查

對策實施後,對L11K激光切割件連續生產2000件後的質量情況進行統計,如表1所示。

表1 改善後的質量切割情況



圖5 快速定位工裝

通過以上統計情況來看,切割毛刺的合格率為99.6%,比試製時有較大程度的提高,但在實際作業中發現,由於生產時采用的切割氣體是5.3m3/瓶的純氮氣,當每瓶氮氣快用完時,由於氣壓下降,操作者要及時對切割氣壓進行調整,否則就會出現切割毛刺變大的情況。另外,由於采用氮氣切割時,氮氣的消耗量較大,每切割15件左右就需要更換一瓶氮氣,每瓶氮氣更換時間約占7min,每天換氣就占用49min時間,生產效率低,並且現場氣瓶堆積較多,嚴重占用生產場地。

製定改進措施

⑴為減少換瓶占用的時間,提高生產效率,決定采用120kg/罐的液態氮,每罐液態氮相當於20瓶5.3m3/瓶純氮氣。

⑵為解決液態氮在氣化時罐體表麵結冰嚴重,導致氣化量跟不上切割時氣體消耗量的問題,考慮增加一套氣化器,並將兩罐液態氮並聯使用,以滿足生產需要。

⑶修改切割程序中的子程序,關閉空行程時氮氣控製閥,節約氣體的消耗。

⑷加強對氣瓶氣壓的監控,規定每切割100件檢查一次氣瓶壓力。

改進後的實施效果

在改進措施實施後,L11K激光切割件的切割質量比較穩定,每月產量穩定在4000~5000件,最終檢驗合格率達到99.9%。由於采用大罐液態氮代替小瓶氮氣,每大罐液氮可割300件左右,而小瓶純氮隻能割15件,每件可節約氮氣2元左右。且由於修改數控子程序,關閉空行程時氮氣消耗,又可使每件節約0.12元。更換氣體頻次也由每天7次降到2天一次,一年可節約製造成本10萬餘元。

結束語

通過L11K項目的開發及攻關,從中積累了不少激光切割的生產經驗。在激光加工中,切割質量除與上述因素有關外,還和噴嘴直徑、噴嘴與加工件的距離、噴嘴與光束的同軸度、鏡片的表麵潔淨度、激光Y軸飛行恒光路的光斑調整、激光光路中保護氣體的純淨度等眾多因素有關。雖然此次解決了L11K薄板件激光加工中存在的問題,但在針對不同材質及板厚材料的加工方麵仍需進一步積累經驗。

(注:本文來源互聯網,由AG亚游集团激光整理發布,轉載請注明出處:http://www.mediaworksasia.com